熔焊原理及金属材料的焊接第1章.ppt

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1、第一章焊接化学冶金过程第一节控制焊缝融合比第二节焊接熔渣对焊接冶金的作用第三节气相对熔池金属的危害第四节焊缝金属的合金化途径第五节焊缝金属的脱硫、脱磷焊接化学冶金过程：主要是指熔焊时焊接区内各种物质之间在高温条件下的相互作用。其中不仅包括化学变化，而且包括物质在各个参加反应物(如气体，熔渣，液体金属)间的迁移和扩散。焊接化学冶金过程对焊缝金属的成分、力学性能、某些焊接缺陷(如气孔，结晶裂纹)以及焊接工艺性能都有很大的影响。焊缝：焊件经焊接后所形成的结合部分熔焊时，焊缝金属是由熔化的母材与填充金属组合而成，其组成的比例取决于具体的焊接工艺条件。有必要了懈焊条金属与母材在焊接

2、中加热和熔化的特点以及影响其组成比例的因素。第一节、控制焊缝融合比1、焊条的加热与熔化１、焊条的加热：焊条电弧焊时，加热与熔化焊条的热量来自于三方面：焊接电弧传给焊条的热能；焊接电流通过焊芯对产生的电阻热；化学冶金反应产生的反应热。电阻热增大，使焊芯和药皮温升过高将引起以下的不良后果：①熔化激烈引起飞溅②药皮开裂与过早脱落，电弧燃烧不稳；③焊缝成形不良，甚至产生气孔等缺陷④药皮过早进行化学冶金反应．丧失冶金效应及保护作用；⑤焊条发红变软，操作困难。1)在其它条件相同时，电流密度越大，焊芯的温升越高。因此，调节焊接电流密度是控制焊条加热温度的有效措施。2)在电流密度相同的条

3、件下，焊芯电阻越太，其温升越高，散电阻较大的不锈钢芯焊条应比碳钢焊条短，相同直径的焊条选用的电流也耍低些。3)在相同的条件下，焊条的熔化速度越高，由于被加热的时间缩短．则其温升越低。4)随药皮厚度的增加，药皮表面与焊芯的温差增大，加大了药皮开裂的向。5)调整药皮成分，使焊条金属由短路过渡变为喷射过渡，可以提高焊条的熔化速度而降低焊接终了时的药皮温度。试验表明：2、焊条金属的熔化速度平均熔化速度：焊条的熔化系数：焊条的熔敷系数：飞溅率：2、焊条金属的过渡特性①粗滴短路过渡②附壁过渡③喷射过渡④爆炸过渡3、药皮的熔化与过渡药皮的温度、焙化及过渡特点对焊接化学冶金反应有极其重要

4、的影响。药皮的熔点越高，厚度越大，套筒越长。熔渣过渡形式：一、以薄膜的形式包在金属熔滴的外面或被夹在熔滴内，同熔滴一起落入熔池；二、熔渣直接从焊条端部以滴状落入熔池。4、母材的熔化与熔池熔池：熔化的焊条金属和熔化的母材组成具有一定几何形状的液体金属部分1)、熔池的形状与尺寸：主要尺寸：熔池长度L，最大宽度最大熔深2)、熔池的温度：平均温度取决于被焊金属的熔点与焊接方法。3)、熔池金属的流动原因：(1)液体金属的密度差所产生的自由对流运动(2)表面张力所引起的强迫对流运动(3)热源的各种机械力所产生的搅拌运动5、焊缝金属的熔合比定义：熔焊时，被熔化的母材在焊缝金属中所占的百

5、分比二、焊接化学冶金过程的特点一、焊接时的焊缝金属保护焊条药皮的作用保护提供良好的工艺性能渗合金保证冶金反应过程1、为什么要保护？防止大气中发氮、氧。大量的N、O溶入金属金属氧化、烧损气孔夹渣焊缝金属力学性能下降2、常用保护措施：1）手工电弧焊a、气保护造气剂形成，caco3,淀粉、纤维素，糊精b、渣保护，熔渣c、气渣联合保护。2）埋弧焊——渣保护3）气保护：二氧化碳气保护氩弧焊MIGTIG4）电渣焊——渣保护5）真空电子束焊——真空保护三、焊接化学冶金反应区不同的焊接方法有不同的反应区。焊条电弧焊时有三个反应区：药皮反应区、熔滴反应区熔池反应区1．药皮反应区的特点：药皮

6、反应区的温度范围从100℃至药皮的熔点100℃水分开始蒸发200-250℃时药皮中有机物(术粉、纤维素、淀粉等)则开始分解300-400℃时药皮内一些组成物(如白泥、白云母、滑石等)中的结晶水和化合水开始蒸发继续升高时药皮中的碳酸盐将发生分解，一些高价氧化物分解为低价氧化物碳酸盐开始分解机械保护作用先期脱氧——使气相中的氧化性减弱降低焊接区气体的氧化性2、熔滴反应区熔滴反应区的特点：①温度高，是焊接区温度最高的部分②熔滴的比表面积大③作用时间短，④液体金属与熔渣发生强烈的混合焊接反应最为激烈的部位3、熔池反应区：平均温度较低且温度分布不均匀表面积较小反应时间稍长反应速度较

7、小熔渣参与反应的较多特点第二节焊接熔渣熔渣：是指焊接过程中焊条药皮或焊剂焙化后，在熔池中参与化学反应而形成覆盖于熔池表面的焙融状非金属物质一、熔渣的作用、成分和分类：1、熔渣的作用：(1)机械保护作用(2)改善焊接工艺性能的作用(3)冶金处理作用2、熔渣的成分与分类第一类是盐型熔渣第二类是盐氧化物型熔渣第三类是氧化物型熔渣电弧稳定焊缝表面成形性飞溅脱渣性空间位置适应性二、熔渣的碱度1、焊接熔渣中的氧化物按其性质可以分为如下类：第一类是酸性氧化物，第二类是碱性氧化物，第三类是两性氧化物。2、熔渣碱度计算：按照分子理论：根据经验确